注塑產(chǎn)品磨砂面亮紋問題研究

　　摘要：現(xiàn)代為呈現(xiàn)不同的產(chǎn)品外觀質(zhì)感，磨砂面外觀廣泛應(yīng)用于各類產(chǎn)品外觀設(shè)計中，其中注塑產(chǎn)品應(yīng)用最為廣泛，包括汽車、電子、家電、手機、電腦等各類消費品。磨砂面注塑產(chǎn)品實際生產(chǎn)中往往會出現(xiàn)光澤度不均勻情況，其中局部紋路發(fā)亮問題最為普遍，本文將從生產(chǎn)實際出發(fā)，詳細(xì)分析研究亮紋問題的失效機理和改善對策。

　　關(guān)鍵詞：產(chǎn)品、磨砂面、光澤度、亮紋、失效機理

　　1.產(chǎn)品光澤的概念

　　光澤作為物體的表面特性，取決于表面對光的鏡面反射能力，所謂鏡面反射是指反射角與入射角相等的反射現(xiàn)象。光澤度是在一組幾何規(guī)定條件下對材料表面反射光的能力進行評價的物理量。因此，它表述的是具有方向選擇的反射性質(zhì)。漫反射是指光線被粗糙表面無規(guī)則地向各個方向反射的現(xiàn)象。很多物體，如植物、墻壁、衣服等，其表面粗看起來似乎是平滑，但用放大鏡仔細(xì)觀察，就會看到其表面是凹凸不平的，所以本來是平行的光線被這些表面反射后，就彌漫地射向不同方向，形成無光澤表面。

　　圖1：漫反射原理及磨砂面和光面產(chǎn)品對比

　　2.亮紋的產(chǎn)生

　　模具是用來復(fù)制成型產(chǎn)品的工具。高光外觀產(chǎn)品是通過模具表面的拋光，產(chǎn)品完美復(fù)制模具表面，產(chǎn)品呈現(xiàn)高的光澤度。磨砂面外觀產(chǎn)品是通過對模具表面的粗糙處理（噴砂、曬紋、激光雕刻等工藝），產(chǎn)品復(fù)制模具粗糙表面，產(chǎn)品表面產(chǎn)生漫反射現(xiàn)象,呈現(xiàn)啞光質(zhì)感效果，不會出現(xiàn)刺眼、炫光感覺。模具磨砂型腔表面除有大的凹坑突起外，微觀還存在許多的微小凸起和凹坑，使產(chǎn)品表面能生產(chǎn)廣泛的漫反射現(xiàn)象，吸收更多光線，產(chǎn)品呈現(xiàn)啞光質(zhì)感效果。產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，由于模具、設(shè)備、參數(shù)等原因，影響產(chǎn)品復(fù)制模具表面，導(dǎo)致產(chǎn)品紋面出現(xiàn)光斑、光澤點或亮紋等問題，產(chǎn)品外觀品質(zhì)受到影響。這是磨砂面產(chǎn)品生產(chǎn)過程中遇到的典型外觀問題。

　　圖2：產(chǎn)品亮紋及磨砂面微觀表面

　　3.原因分析及改善措施

　　（1）模具磨砂紋路磨損

　　模具長期生產(chǎn)，高壓、高速的注塑料流對模具型腔不斷進行沖刷，特別是澆口附近或局部剪切力較大位置，造成模具紋面局部微觀凹凸的磨損，導(dǎo)致特定方向光線反射增多，漫反射減弱，紋面磨損位置出現(xiàn)發(fā)亮，產(chǎn)品出現(xiàn)亮斑。這個磨損過程，與材料流動性有關(guān)，磨損時間與材料流動性成正比。

　　改善措施：模具磨損位置重新曬紋處理，恢復(fù)磨損紋面微觀凹凸。同時生產(chǎn)中應(yīng)注重參數(shù)的穩(wěn)定性，避免模具采用高壓、高速參數(shù)進行循環(huán)生產(chǎn)。

　　（2）注塑工藝參數(shù)及模具溫度影響

　　實際生產(chǎn)過程中模具溫度及工藝參數(shù)對產(chǎn)品復(fù)制模具型腔凹凸表面影響較大。

　　①不當(dāng)?shù)墓に噮?shù)影響：較低的保壓壓力、注塑壓力和較低的填充速度使產(chǎn)品無法緊密與模具表面壓緊壓實，注塑密度較小或局部產(chǎn)生縮水，模具微觀凹凸結(jié)構(gòu)不能被復(fù)制，導(dǎo)致產(chǎn)品表面局部發(fā)亮。

　　改善措施：調(diào)整工藝參數(shù)，適當(dāng)增加注射壓力、速度和保壓壓力，避免調(diào)試縮水，改善效果明顯。

　　②模具溫度影響：過低的模具溫度，會使熔融注塑材料接觸到模具表面時冷卻過快，不能完全復(fù)制模具微觀表面，而使產(chǎn)品局部產(chǎn)生發(fā)亮。

　　改善措施：提高模具整體溫度，一般動定模接50°-70°水溫機，產(chǎn)品發(fā)亮效果可以得到改善。

　　（3）模具冷卻

　　水路排布嚴(yán)重不均衡或部分區(qū)域水路堵塞，使模具局部零件過熱，造成產(chǎn)品局部過熱，出現(xiàn)亮紋。

　　改善措施：冷卻水路均勻排布，同時定期的檢查并清理模具水路，避免水路堵塞造成模具局部過熱。

　　（4）排氣不良

　　模具排氣不良及困氣問題是造成產(chǎn)品表面亮紋的又一主要原因。

　　分型面是注塑過程中排氣的主要通道，排氣不良時分型線邊緣容易出現(xiàn)發(fā)亮。產(chǎn)品在多股料流動結(jié)合處，即熔接線附近也是容易出現(xiàn)發(fā)亮的區(qū)域。氣體在快速擠壓中會急速升溫，如不能快速有效的排出，造成塑膠材料溫度高甚至燒焦，產(chǎn)品產(chǎn)生發(fā)亮。

　　改善措施：困氣位置充分排氣，主要采用分型面增加排氣槽，熔接線附件增加鑲拼排氣，保證排氣通暢。氣體排出后，可以提高困氣處流動速度，同時配合工藝參數(shù)調(diào)整，料流在壓力作用下緊實型腔，完美復(fù)制模具表面，消除亮紋。

　　（5）產(chǎn)品材料

　　實際生產(chǎn)中材料問題也會導(dǎo)致產(chǎn)品磨砂面局部發(fā)亮。

　　①例如含有磨蝕性添加劑（如玻璃纖維、碳酸鈣、阻燃添加劑）的材料，隨著時間的推移，在含有紋理的模腔中，紋理細(xì)節(jié)會被磨蝕性添加劑侵蝕，這也會導(dǎo)致產(chǎn)品的光澤度增加。

　　改善措施：采用硬化模具鋼或硬質(zhì)涂層可以改善模具磨損進度。

　　②材料是否有油性物質(zhì)析出、是否干燥以及是否混有回料或雜質(zhì)。

　　這些物質(zhì)受到高溫會發(fā)生分解氣化或燒焦，燒焦物質(zhì)或氣體分子會附著沉積到模具紋微觀凹槽內(nèi)，導(dǎo)致產(chǎn)品會出現(xiàn)亮印。

　　改善措施：實際生產(chǎn)中對發(fā)亮位置用煤油擦拭模具紋面可消除模具磨砂面上附著物，消除產(chǎn)品亮紋。

　　（6）產(chǎn)品壁厚變化

　　①壁厚影響：壁厚發(fā)生變化的位置,產(chǎn)品肉厚不均勻是最大因素。

　　當(dāng)壁厚變化時，由于流動模式的差異，主要是產(chǎn)品厚的區(qū)域材料流動速度慢，產(chǎn)品面容易發(fā)烏；較薄的壁段相對來說不會處在在太大的塑料壓力下，其結(jié)果導(dǎo)致產(chǎn)品過渡區(qū)域的光澤度會較高。

　　改善措施：加長過渡區(qū)域和在過渡位置增加圓角，使材料流動時盡可能均勻，可以淡化產(chǎn)品視覺，使過渡區(qū)域發(fā)亮得到改善。

　　②產(chǎn)品結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角處及筋條較多的產(chǎn)品表面也容易出現(xiàn)光澤問題。

　　主要是因為轉(zhuǎn)角處或筋條處材料流動速度和壓力發(fā)生了造成的。

　　改善措施：轉(zhuǎn)角處厚度優(yōu)化均勻。

　　③筋條影響：筋條頂面出現(xiàn)亮紋，由于材料成型過程中，在材料流經(jīng)筋條時料流會出現(xiàn)下沉再上浮，筋條頂部出現(xiàn)困氣，導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)亮。

　　改善措施：將筋條取消或減薄筋條。

　　（7）模具零件變形

　　模具零件的撓曲變形也會導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生亮紋問題。此問題最容易出現(xiàn)在模具頂出零件，頂出時產(chǎn)品受到不平衡頂出應(yīng)力影響，產(chǎn)品磨砂面變形出現(xiàn)發(fā)亮問題。

　　改善措施：維修模具，消除變形位置，產(chǎn)品亮紋消失。

　　4．總結(jié)

　　磨砂面亮紋問題是注塑生產(chǎn)過程中常見的生產(chǎn)問題，問題的形成涉及多方面，形成原因也比較復(fù)雜。本文結(jié)合實際生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)了常見問題及解決方案，為實際生產(chǎn)提供了生產(chǎn)指導(dǎo),提高了產(chǎn)品異常處理效率，提高生產(chǎn)效率。